研究課題
亜酸化窒素(N_2O)ガスは微量大気成分(310ppbv)の一つであるが、CO_2の150倍もの温室効果をもち、地球温暖化現象への寄与は大きい。大気中に放出されるN_2Oガスの2/3は海洋からのものであり、その総量は年間4TgNにのぼるが、海洋性アンモニア酸化細菌(ammonia-oxidizing bacteria:AOB)が、その主たる放出源と考えられている。AOBによる硝化作用の副生成物としてN_2Oガスが発生することは古くから指摘されているが、その分子的メカニズムはまだ明らかとなっていない。本研究の目的は、海洋性AOBによる、海洋環境におけるN_2O生成の分子機構を解明することである。研究対象とするNS58は、海洋性□・AOBの代表種であるNc.oceaniに極めて近縁である。このNS58を用い、in vivoおよびin vitro N_2O生成反応の分析を行うことにより、海洋からのN_2O放出に関する、微生物生態学と地球化学の両分野を結び付ける重要な情報が得られると期待される。AOBによるN_2O生成の分子機構として仮定したモデルを評価するため、NS58生菌を用いたin vivo N_2O生成実験を平成20年度に行った。ECD・GCによるN_2Oの定量により、微好気〜嫌気的条件下だけでなく、好気的環境においてもN_2Oの生成が確認された。好気的条件下で生成するN_2Oは、AOBが持っNirk・NorB両酵素による「硝化的脱窒」作用、また微好気〜嫌気的条件で生成するN_2Oは、ヒドロキシルアミン酸化還元酵素HAOによる副反応によるものと考えられる。NS58からHAO、およびその生理的電子受容体であるcytochrome c-554を精製することにすでに成功している。また硝化的脱窒に関与する亜硝酸塩還元酵素NirKについても現在精製を進めている。この結果を踏まえ、精製HAOを用いたin vitro N_2O生成実験を平成21年度に行う。これらの酵素を用い、in vitro N_2O生成実験を行う。
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Int. J. Syt. Evol. Microbiol. 58(1)
ページ: 120-124
